竖井提升计算
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一、土建工程1。
土方与支护(1)盖挖土方按设计结构净空断面面积乘以设计长度以m³计算,其设计结构净空断面面积是指结构衬墙外侧之间的宽度乘以设计顶板底至底板(或垫层)底的高度。
(2)隧道暗挖上方按设计结构净空断面(其中拱、墙部位以设计结构外围各增加1.二)面积乘以相应设计长度以m3计算.(3)车站暗挖土方按设计结构净空断面面积乘以车站设计长度以m,计算.其设计结构净空断面面积为初衬墙外侧各增加10cm之间的宽度乘以顶板初衬结构外放10cm至设计底板(或垫层)下表面的高度。
(9)竖井挖土方按设计结构外围水平投影面积乘以竖井高度以m³计算,其竖并高度指实际自然地而标高至竖井底板下表面标高之差计算.(5)竖井提升土方按暗挖土方的总量以M3计算(不含竖井土方).(6)回填素土、级配砂石、三七灰土按设计图纸回填体积以m³计算。
(7)小导管制作、安装按设计长度以延长米计算.(8)大管棚制作、安装按设计图纸长度以延长米计算。
(9)注浆根据设计图纸注明的注浆材料,分别按设计图纸注浆量以m³计算.(10)预应力锚杆、土钉锚杆和砂浆锚杆按设计图纸长度以延长米计算.2。
结构工程(1)喷射混凝土按设计结构断面面积乘以设计长度以m³计算.(2)混凝土按设计结构断面面积乘以设计长度以M,计算(靠墙的梗斜混凝土体积并人墙的混凝土体积计算,不靠墙的梗斜并人相邻顶板或底板混凝土计算),计算扣除洞口大于0. 3㎡的体积。
(3)混凝土垫层按设计图纸垫层的体积以m³计算。
(4)混凝土柱按结构断面面积乘以柱的高度以m3计算(柱的高度按柱基上表面至板或梁的下表面标高之差计算).(5)填充混凝土按设计图纸填充量以m³计算。
(6)整体道床棍凝土和检修沟混凝土按设计断面面积乘以设计结构长度以m³计算.(7)楼梯按设计图纸水平投影面积以m2计算。
(8)格栅、网片、钢筋及预埋件按设计图纸重量以t计算。
5.竖井口提升系统5.1、井口平面布置在竖井口及地面上的主要设备有龙门架、2台8t双速电动葫芦等;在井筒内的主要设备有小型挖掘机、料斗、通风管、压风管、供水管、排水管、砼输送管、动力电缆、安全梯等设备。
龙门架采用型钢、钢管焊接或栓接而成。
竖井口平面布置见图7-8。
#6竖井提升设备设置如图7-8所示。
龙门架力学检算见附件2。
图7-8井口平面布置图5.2提升设备能力的验算电动葫芦每循环所需时间:6#井井深42.776m,加料斗提升高度4m及料斗本身高度2m,垂直提升距离为48.776m,提升速度为15m∕min,则单程提升时间为t1=3.25 min;电动葫芦横移平均距离15m,考虑操作转换,横移时间为t2=3.0 min;料斗摘钩、挂钩、卸碴时间t3=3 min;则每一个出碴循环需时间t=2×t1+ t2+ t3=12.5 min;料斗容积为3.15m3(1.5×1.5×1.4m),则6#竖井日平均出碴能力为:Qp=n×T×V×m×s=4×12×3.15×0.85×2=257.0m3QP——日平均出碴能力,m3n——1小时的提升次数,60÷12.5=4.8次/小时,取4次T——1天的工作时间,取12小时V——1个料斗的容量,取3.15m3m——料斗装满系数,取0.85s——提升设备数量,2台电动葫芦按左右线每个掌子面每天进尺0.5m(15m/月)计算一天的产碴量为:Qmax=74×0.5×4×1.4=207.2m3其中:74——掌子面断面积1.4——最大松散系数;Qp>Qmax,可以满足出碴需要。
隧道内的大部分进料任务也由提升设备完成,长大件料具可通过吊车下放到竖井底,其它材料安排在出碴间隙(每天除出碴占用的12小时以外)进行,除去检修保养用时2小时,仍累计有10小时的进料时间。
第一部分 煤矿单绳缠绕式提升设备竖井箕斗提升选择设计一.原始资料:1.矿井年产量: A=60万吨,主井提升设备,采用箕斗;2.工作制度:br=300d,每天两班提升,每班t=7h;3.井筒深度为:Hr=412m;4.受煤仓距井口水平高度为:Hx=16.1m;5.装煤仓距井底车场水平高度为:Hz=21.6m;6.煤的散集密度:r=0.87t/m 3;7.提升方式,采用箕斗提升;8.矿井电压等级为. U=6kv.二.提升容器的选择:1.经济提升速度提升高度:H=H r +H x +H z=412+16.1+21.6=449.7 m经济提升速度:H V j 4.0==7.4494.0⨯=8.48 m/s2.加速度a ,暂取0.8m/s 2,爬行阶段时间u ,暂取10s,一次提升装卸时间θ,暂取8s.θ+++=u V H a V T j jj=81048.87.4948.048.8+++ =81.6s3.一次经济提升量:因没有井底煤仓,不均衡系数C ,取1.15一个水平提升,富容系数f a =1.2;一次经济提升量:tbr T ACa Qj jf 3600== 3002736006.812.115.110604⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =4.47 t4.箕斗选择:根据《矿山运输及提升设备》教科书,表7—5,选择竖井单绳提升煤箕斗型号为 ML —6 型其主要参数如下:箕斗名义货载质量:6t;箕斗斗箱有效容积:V=6.6m 3;箕斗质量:kg Qz 5000=;箕斗全高: Hr=9735mm;两箕斗中心距: s=1830mm.5.一次实际提升量:Q=r V=0.87⨯6.6=5.7 t6.所需一次提升时间:s CAa t Qb T f r 1042.1106015.1273007.5360036004=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==' 7.所需一次提升速度:24)]([)]([22aH u T a u T a V -+-'-+-'='θθ =27.4498.04)]810(104[8.0)]810(104[8.022⨯⨯-+-⨯-+-⨯ =5.7 m/s三.提升钢丝绳的选择:1.钢丝绳每米的质量:钢丝绳公称抗拉强度选用:b δ=1666Mpa ;安全系数a m ,按规程规定为 6.5;井架高度 H j 暂取为35m.钢丝绳最大悬垂长度:Hc=Hj+Hs+Hx=35+412+16.1=463.1 m钢丝绳每米质量P 为:110z b a Q Q P Hc m gδ+=- =1.4638.95.6166611050005700-⨯⨯+ =4.4 kg/m2.选择钢丝绳:考虑矿井提升深度和经济选型,选用6⨯19股型的钢丝绳。
一提升系统变位质量的概念提升系统是一个复杂的运动系统,为了简化提升系统惯性力的计算,可以用卷筒上的集中质量来代替提升系统所有运动部分的质量,这种集中代替质量称为提升系统的变位质量。
提升设备工作时,提升容器、货载和未缠绕的钢丝绳作直线运动,其速度和加速度等于卷筒圆周上的线速度和线加速度,这部分的变位质量等于其实际质量。
因此,仅需要将旋转运动部分的质量进行变位。
二单绳缠绕式提升系统运动部分的变位质量单绳缠绕式提升系统运动部分变位到卷筒圆周上的质量为:Σm=Q+2Q r+2pL p+qL q+m iz+m ic+ m il+2m it+m id式中,L p-一根钢丝绳全长L q-尾绳全长m iz-主轴装置的变位质量m ic-减速齿轮的变位质量m il-联轴器的变位质量m it-一个天轮的变位质量m id-电动机转子的变位质量其它符号同前。
1电动机转子的变位质量m id的计算已知电动机转子的转动惯量J d及角速度ωd,则:m id=4J d i2/D2i-减速器传动比2主轴装置的变位质量m iz的计算已知主轴装置的转动惯量J z,则:m iz=4J z/D23减速齿轮的变位质量m ic的计算已知减速齿轮的转动惯量J c,则:m ic=4J c/D24联轴器的变位质量m il的计算已知联轴器的转动惯量J l,则:m il=4J l i2/D2,或m il=4J l/D25天轮变位质量m id的计算已知天轮的转动惯量J l,则:m it=4J t/D t2D t-天轮的直径。
三电动机功率的计算因电动机转子的转动惯量与电动机功率和转速有关,所以,必须先求出电动机近似功率和转速,然后,据此查阅电动机产品目录预选出电动机,并查出电动机转子的转动惯量。
1电动机近似功率的计算:★对于竖井单绳提升:P‘=KQgV mρ/1000η★对于竖井单容器平衡锤及多绳提升:P‘=KΔF j V mρ/1000η式中,P‘-电动机近似功率K-矿井阻力系数Q-一次有效提升量;V m-最大提升速度;ΔF j-提升钢丝绳的最大静张力差;η-减速器传动效率,查产品目录表;ρ-动力系数,查有关资料。
施工预算1、立井井筒:井深450m,井颈25.2m2,井筒净径4.5m,上部40m,现砌砼支护,厚度200mm,井颈部分400mm,配双层钢筋砼支护,下部为单层钢筋砼支护,厚度200mm。
①工程量计算a、掘进量:井颈:3.14×2.452×40m=753.91m3井筒H<400m,3.14×2.252×410m=6517.46m3b、支护量:井颈砌砼:(S掘-S净)×40m=75.00m3井筒砌砼:(S掘-S净)×410m=352.60m3c、辅费:井颈:40m 双层钢筋砼支护:井筒:410m单层钢筋砼支护:②编制单位估价表依据工程设计说明,施工图纸按本工程的技术特征套用定额,编制单位估价表:a、直费部分:直接工程费是指在工程施工中直接耗费的构成工程实体或有助于工程实体形成的各种费用,是按照有关部门颁发的预算定额直接套用工程量而计算的费用,包括人工费、材料费、机械使用费和辅助车间服务费。
定额直接费=实物工程量×预算单价(单位估价表)井颈掘进套410011,全费用调0.85(无井颈定额)涌水量1.05 见P6井筒掘进套410011,涌水量1.05全费调整;人工调1.11,涌水量1.05全费用调整;井颈砌砼套410124,人工调1.25(配单层筋)全费用调1.006(涌水量)井筒砌砼套410128,全费用调1.006(涌水量)b、辅费:井颈:40m套420005,排水电耗调整系数:Q2/Q1=10/20=0.5,全费f系数调1.07;井筒410m套420052,排水电耗调整系数:Q2/Q1=10/20=0.5,全费f系数调1.07;③编制预算:按工程量和单位估价表编制预算,同时编制工料分析,把所有工程用料分门别类按定额量和设计量计算各种材料消耗以便计算材料价差。
2、副井井筒井深650m,井颈25.2m2,井筒净径5.0m,上部40m,现砌砼支护,厚度360mm,井颈部分500mm,配双层钢筋砼支护,下部为单层钢筋砼支护,厚度200mm。
2.1.主井提升(1)设计依据: ①设计规模:30万吨/a②原矿比重:3.4t/m³,松散系数:1.9③主井口标高为+112m ,改造后最低开采水平为-300m ;垂深H=412m ;④提升容器:主井提升矿岩采用双箕斗提升,选3.2m³翻转箕斗,箕斗自重5000kg ;箕斗最大载重5726kg ,有效载重4867kg ,载满系数为0.85。
罐道间距1404mm ,方钢管罐道尺寸180×180mm 。
⑤工作制度:年330天,每天三班,每班八小时。
(2)提升钢绳计算与选型井架高度H=23m ,卷筒中心至提升中心的距离b=40m ,钢丝绳弦长L=44.52m ,钢绳外偏角α1=1°9′,内偏角α2=1°10′。
式中:m=6.5------钢绳安全系数δ=1670MPa ------钢绳抗拉强度终Q =箕斗Q +大Q =55000+5726=10726kg ------ 钢绳终端荷重悬H =井H +架H =412+23=435m ------钢绳最大悬垂长度选提升钢绳6v ⨯34+FC 型,直径:Φ36mm ,单重:K P =5.25kg/m ,抗拉强度:δ=1670MPa 时,钢绳破断拉力总和:断Q =94493kg 。
提升钢绳安全系数验算:mkg H Q P K /5.4435-5.616701110726m11=⨯=-=悬终δ提货物为主时:m=K Q P H Q +断悬终=43525.51072694493⨯+=7.2>6.5 安全规程规定,提升钢绳悬挂时的安全系数:升降物料用的,不小于6.5。
通过验算,所选提升钢绳满足安全规程的要求。
(3)提升机选择依据提升机卷筒直径与提升钢绳直径D=80d 的关系,选提升机2JK -3×2.0/25型,卷筒直径Φ3m ,卷筒宽度2.0m ,提升速度V=4.71m/s ,转速n=750r/min ,钢绳最大静张力max F =135kN ,最大静张力差Δmax F =90kN 。
隧道工程量计算规则一、隧道开挖与出碴计算规则1.隧道的平洞、斜井和竖井开挖与出碴工程量,按设计开挖断面尺寸,另加允许超挖量,以m3计算。
光面爆破允许超挖量:拱部为15cm,边墙为10cm,若采用一般爆破,其允许超挖量:拱部为20cm,边墙为15cm。
2.隧道内地沟开挖和出碴工程量,按设计断面尺寸以m3计算,不得另行计算允许超挖量。
3.平洞出碴的运距,按装碴重心至卸碴重心的直线距离计算,若平洞的轴线为曲线时,洞内段的运距按相应的轴线长度计算。
4.斜井出碴的运距,按装碴重心至斜井钩点的斜距离计算。
5.竖井的提升运距,按装碴重心至吊斗卸碴点的垂直距离计算。
二、临时工程计算规则1.粘胶布通风筒及铁风筒按每一洞口施工段长度减30m计算。
2.风、水钢管按洞长加100m计算。
3.照明线路按洞长计算。
如施工组织设计需要安双排照明时,应按实际双线部分增加。
4.动力线路按洞长加50m计算。
5.轻便轨道以施工组织设计所布置的起、止点为准,定额为单线,如实际为双线应加倍计算,对所设置的道岔,每处按相应轨道折合30m计算。
6.洞长=主洞+支洞(以洞口断面为起止点,不含明槽)三、隧道内衬计算规则1.隧道现浇砼和石料衬砌的工程,按施工图示尺寸加允许超挖量(拱部为15cm,边墙为10cm)以m3计算,不扣算0.3m2以内孔洞体积。
2.隧道衬砌边墙与拱部连接时,以拱部起拱点的连线为分界线,以下为边墙,以上为拱部。
边墙底部扩大部分的工程量,应交入相应厚度边墙体积内计算。
拱部两端支座,先拱后墙扩大部分的工程量,应并入拱部体积内计算。
3.喷射数量厚度按设计图计算,不再增加超挖、填充、补齐的工程量。
4.喷射砼初喷5cm为基本层,厚度超过5cm部分,按增加层定额计算,不足5cm按5cm计算,若作临时支护可按一个基本层计算。
5.喷射砼定额内包括200m运距,超过200m时,材料运费应按增运定额另计,运输吨位按初喷拱部26t/100m2,边墙23t/100m2,每增厚5cm,初喷边墙14t/100m2计算。
1.1 竖井提升选择计算 1.1.1 提升容器选择 1、小时提升
A s =
s
r t t CA
式中:A s ——小时提升量,t/a
C ——提升不均衡系数, A ——年提升量,t/a t r ——年工作日,d/a
t s ——日工作小时数, 取h/d
2、提升速度 v=0.3~0.5'H
式中:v ——提升速度,m/s
H ′——加权提升高度,m
H ′=
n
n
n Q Q Q Q H Q H Q H ++++++ (212211)
式中:H n ——中段提升高度,m
Qn ——中段提升量,t
(1)根据冶金矿山安全规程规定:竖井罐笼升降人员的最大速度为: v max =0.5H
但不得大于12m/s
(2)根据冶金矿山安全规程规定:竖井升降物料的最大速度为: v max =0.6H
根据以上计算,按所选择提升机的绳速选取。
3、一次提升量计算 主井提升 (1)双容器提升
V ′=
m
C As
γ3600(K 1'H +u+θ)
(2)单容器提升 V ′=
m
C As
γ1800(K 1'H +u+θ)
式中:V ′——容器的容积,m 3
u ——箕斗在曲轨上减速与爬行附加时间。
取10s C m ——装满系数,取0.85~0.9 γ——松散矿石密度,t/m 3 θ——休止时间 K 1——系数
根据V ′= ,选定提升容器容积为V= m 3 Q=C m γV
式中:Q ——一次有效提升量 4、一次提升时间 T ′=
s
A Q
3600 式中:T ′——一次循环提升时间,s
1.1.2 平衡锤选择 1.1.3 钢丝绳选择
1、钢丝绳每米质量 Ps=
o
d
H m
Q -⨯-σ
510
1.1
式中:Ps ——钢丝绳每米质量,㎏/m
σ——钢丝绳的钢丝抗拉强度,Pa Q d ——钢丝绳终端悬挂质量,㎏ H o ——钢丝绳最大悬垂长度,m
(1)箕斗提升
Q d =Q j +Q H o =H+H s +H j (2)罐笼提升
Q d =Q g +Q k +Q H o =H+H j
式中:Q j ——箕斗质量,㎏
Q g ——罐笼质量,㎏ Q k ——矿车质量,㎏ Q ——有效装载量,㎏ H ——井深(提升高度),m H j ——井架高度,m
H s ——箕斗井下装载高度,m
2、钢丝绳安全系数验算 m ′=
g
H P Q Q o s d p
)(+
式中:m ′——钢丝绳实际安全系数
Q d ——钢丝绳中钢丝破断拉力总和,N g ——重力加速度9.81m/s 2
1.1.4 天轮选择 1.1.5 提升机选择
1、卷筒的选取 采用多层缠绕 B=〔
p
j
m s D n D n L H ππ'+++)4(〕(d s +ε)
式中:B ——卷筒宽度,m
L s ——实验长度,取20~30 D j ——卷筒直径,
D p ——多层缠绕时卷筒的平均直径,
D p = D j -(n ′-1)d s n ′——卷筒缠绕层数
n m ——留在卷筒上的钢丝绳摩擦圈数,n m =3 d s ——钢丝绳直径,㎜
ε——钢丝绳两圈间的间隙,2~3㎜
2、计算钢丝绳最大静张力和最大静张力差 (1)钢丝绳最大静张力 F c =(Q+Q r +P s H o )g
式中:F c ——钢丝绳最大静张力,N
H o ——钢丝绳悬垂长度,m Q r ——提升容器质量,㎏
(2)钢丝绳最大静张力差 双容器: F j =(Q+P s H)g 单容器带平衡锤 F j =(Q+Q r +P s H-Q c )g
式中:F j ——最大静张力差,N
H ——提升高度,m Q c ——平衡锤质量,㎏
1.1.6 电动机预选
预选电动机功率 N ′=
ρηα
1000v KF j
式中:N ′——预选电动机功率,
K ——井筒阻力系数。
ρ——动力系数。
α——速度系数。
η——减速器的传动效率
1.2 井架和提升机房配置 1.
2.1 井架高度
H j =h g +h gj +1/4D t
式中:H j ——井架高度,m
h g ——罐笼高度,m D t ——天轮直径,m H gj ——过卷高度,m
1.2.2 卷筒中心至提升容器中心距离
b min ≥0.6H j +3.5+D 取m
1.2.3 钢丝绳弦长
L xi =2)()2
(C H D b j i
-+-
式中:L xi ——钢丝绳弦长,m
C ——卷筒中心线与井口水平高差,m
1.2.4 钢丝绳偏角 双筒提升、多层缠绕 1、外偏角
tg α1=xi
L e
S B )2(
-- 2、外偏角
tg α2=xi
L e
s 2-
式中:S ——两天轮之间的距离,m
e ——两滚筒之间的间隙,m d s ——钢丝绳直径,m
1.2.5 钢丝绳仰角
φ1=tg
-1
R
b c H j --+sin -1
xi
t
L D φ2= tg
-1
R
b c H j --
D t =D j =2R 1.2.6 机房配置 1.3 提升计算 1.3.1 主要参数选取
2、停歇时间
1.3.2 提升运动学和动力学计算 罐笼提升
1、提升加速度与减速度 (1)三阶段提升速度图
(2)运动学计算
运动学计算表
2、提升时间平衡表
提升时间平衡表
变位质量计算表
提升动力学计算表
表中:K ——井筒阻力系数,提升时取1.2,下放时取0.8 QT=(KQ+Q 5、等效力计算
Fx=x
T t F 2∑
式中:F x ——等效力,N
T x ——等效时间,T x =21(t 1+t 2)+t 2+3
θ
ΣF 2t=A+B+C
A=22
12
1'+F F t 1; B=3
2
22222'+'+F F F F t 2; C=2232
3'+F F t 3
6、电动机等效功率计算
N x =
η
1000v
F x N x ——等效功率 7、电能年消耗量
W=
d
r
s s t t Ftvn ηη36001000⨯∑
W——电能年消耗量,kwh/a
n s——小时提升次数,单罐带平衡锤时应乘以2 ηd——电动机效率
ΣFt=
21
1
' +F
F
t1+
22
2
' +F
F
t2+
23
3
' +F
F
t3。